Введение
ГЛАВА 1 Атмосфера и методы ее исследования 15
1.1 Структура атмосферы 15
1.2 Газовые составляющие атмосферы 17
1.3 Аэрозоли и частицы 20
1.4 Модели атмосферы 21
1.5 Контроль окружающей среды 22
1.6 Основные типы лидаров 24
1.7 Геометрический фактор лидара[34] 27
1.8 Моделирование переноса лазерного излучения в атмосфере 31
1.9 Заключение 34
ГЛАВА 2 Методы восстановления профиля концентрации озона по данным лидарного зондирования 36
2.1 Озон 36
2.2 Метод дифференциального поглощения для исследования стратосферного озона 38
2.2.1 Метод сплайн - функций 42
2.2.2 Метод регуляризации Тихонова 43
2.2.3 Метод оптимальной параметризации 44
2.3 Анализ методов решения обратной задачи 46
2.4 Метод нейронных сетей[63-67] 47
2.4.1 Обзор применения нейронных сетей в задачах оптики атмосферы 52
2.4.2 Методы обучения нейронных сетей 56
2.4.2.1 Метод обратного распространения ошибки 58
2.4.2.2 Генетический алгоритм[97] 59
2.4.2.3 Обучение нейронных сетей с помощью псевдо-обратных матриц [97-98] 63
2.4.2.4 Обучение нейронных сетей с помощью комбинированного алгоритма 65
2.4.3 Создание и обучение нейронной сети [100-102] 67
2.5 Заключение 78
ГЛАВА 3 Задачи анализа и обработки данных лидарного зондирования 79
3.1 Изучение и анализ аэрозольной составляющей атмосферы по данным лидарного зондирования 80
3.1.1 Поиск аэрозольных слоев 82
3.1.1.1 Методика приближенного аналитического определения параметров слоев[115] 84
3.1.1.2 Поиск слоев на фоне сигналов[117] 90
3.1.1.3 Метод поиска слоев на основе генетического алгоритма[117] 92
3.1.2 Анализ пространственно-временной структуры аэрозольных слоев 95
3.1.2.1 Вейвлет анализ[118] 96
3.1.2.2 Корреляционный анализ 99
3.2 Результаты применения предложенных алгоритмов для анализа пространственно-временных данных лидарного зондирования 100
3.3 Удаление и поиск импульсов последействия[122] 104
3.4 Заключение 106
ГЛАВА 4 Программная реализация алгоритмов 107
4.1 Программная система «Анализ»[124] 109
4.1.1 Сравнение пакета «Анализ» с аналогичным программным обеспечением 114
4.2 Программная система LDAS[127] 115
4.2.1 Модель классов разработанной программной среды LDAS 117
4.2.2 Примеры применения LDAS, для решения задач лазерного зондирования 121
4.2.3 Сравнение программы LDAS с аналогами 124
4.3 Программная система Neurolnverse 125
4.3.1 Обзор программ для имитации работы нейронных сетей 127
4.3.2 Пример применения программы Neurolnverse для решения задачи трассового газоанализатора на СОг лазере[99] 132
4.4 Программа для расчета оптических характеристик аэрозолей[39-40] 134
4.5 Заключение 135
Заключение 136
Список литературы
